I L MODELLO PARVEA

Il modello PARVEA (PARco veicolare e Variazione delle Emissioni Atmosferiche associate) nella sua prima formulazione è stato sviluppato nell’ambito del progetto “Qualità ambientale nelle aree metropolitane italiane”, realizzato dall’APAT, come strumento di supporto al personale tecnico e non, nelle decisioni politiche per la riduzione dell’inquinamento atmosferico prodotto dal parco circolante privato e pubblico. PARVEA offre la possibilità di valutare l’efficacia espressa in termini di differenza di emissioni prodotte, fra uno scenario attuale ed uno scenario futuro, con riferimento alle scelte di percorrenza dei passeggeri e delle merci.

In questa fase gli sforzi di elaborazione dei dati sono stati concentrati solo sul trasporto passeggeri anche se considerazioni analoghe in merito al principio di funzionamento di PARVEA valgono anche per il trasporto merci.

La struttura di PARVEA è composta da una serie di fogli di calcolo collegati tra loro. L’utente inserisce i dati nella Tabella INPUT, il collegamento con il database dei fattori di emissione fornisce il dato aggiuntivo richiesto nel calcolo delle emissioni, le Tabelle OUPUT riportano i risultati numerici delle elaborazioni, relativamente allo scenario attuale e a quello futuro.

Con i dati restituiti dalla simulazione dei diversi scenari futuri è poi possibile costruire tabelle e grafici di confronto.

3.1. Costruzione del database dei fattori di emissione

La valutazione delle emissioni in atmosfera si fonda sul concetto di fattore di emissione. Tale grandezza esprime i grammi di inquinante prodotto per chilometro percorso da ogni veicolo (g/veic·km). Il valore del fattore di emissione è legato alla tipologia di inquinante che si considera, alla classe del veicolo e al ciclo di guida di riferimento (urbano, extraurbano, autostradale). In merito a quest’ultimo punto occorre precisare che PARVEA, essendo stato concepito per l’analisi delle sole realtà urbane, impiega fattori di emissione relativi al solo ciclo di guida urbano.

Lo sviluppo del modello PARVEA è scaturito dalla necessità di fornire uno strumento di prima valutazione corretto ma anche molto semplificato. Per questo motivo, invece di condurre elaborazioni su parchi veicolari disaggregati secondo lo standard di COPERT III5, il modello

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3Vedi http://www.nationmaster.com/graph-T/peo_urb&int=-1&id=EUR

4Si tratta della Comunicazione del 11 Febbraio 2004 “Towards a thematic strategy on the urban environment”, COM(2004) 60 final.

5Ntziachristos L., Samaras Z., “COPERT III, Computer Programme to calculate emissions from road transport – Methodology and emission factors (Version 2.1)” – EEA, Technical Report n. 49, November 2000.

considera deliberatamente le sole categorie veicolari aggregate (ad esempio la categoria autovetture benzina convenzionali comprende tutte le autovetture benzina, di tutte le cilindrate, con rispondenza alla normativa precedente alla direttiva 91/441/CE, Euro I). Si è reso dunque necessario realizzare un foglio di calcolo ulteriore, il database di PARVEA, il quale fornisce, per ogni inquinante e per ogni categoria veicolare aggregata, il relativo fattore di emissione medio aggregato. Gli inquinanti ivi considerati sono NO_x, COVNM, CO, PM₁₀, CO₂, Benzene, SO_x, NH_3.

Le categorie veicolari valutate trovano spazio nelle prime tre colonne (Fig. 1), in cui vengono differenziate per Tipo (autovetture, ciclomotori, bus, ecc.), Classe (basata sul tipo di alimentazione, sulla cilindrata, ecc.), Legislazione (rispondenza ai limiti di legge sulle emissioni allo scarico, funzione dell’anno di immatricolazione). Tale elenco risulta dall’aggregazione delle categorie definite in COPERT III, con l’aggiunta di voci quali: Auto elettrica, Motociclo elettrico, Bus Gas Naturale, Bus GECAM, Bus elettrico/filobus, Tram, Metropolitana, Treno urbano.

Come base di partenza sono stati impiegati i fattori di emissione medi riferiti alle classi veicolari COPERT III, calcolati da APAT6a partire dai dati di parco veicolare nazionale per il 2000 (forniti da ACI). Il fattore di emissione aggregato è stato quindi ottenuto semplicemente applicando, per ogni inquinante, la seguente relazione:

FE_aggregato=∑Ei

∑Pi

dove:

∑Ei- somma delle emissioni di tutte le classi veicolari (COPERT III) comprese nella nuova categoria aggregata;

∑Pi- somma delle percorrenze medie annuali, a livello nazionale, di tutte le classi veicolari (COPERT III) comprese nella nuova categoria aggregata.

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UGURAZIONE

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6Per gli inquinanti considerati, ad eccezione del benzene, sono stati impiegati i F.E. pubblicati sul sito del CTN-ACE (Centro Tematico Nazionale – Atmosfera Clima Emissioni) www.inventaria.apat.it. Per il benzene sono stati utilizzati fattori di emissione, non ancora pub-blicati, elaborati dallo stesso gruppo di lavoro del CTN-ACE.

Così, ad esempio, il fattore di emissione aggregato, per un dato inquinante, per la categoria veicolare Autovettura benzina Euro I – Euro II, verrà calcolato nel database PARVEA come rapporto fra la somma delle emissioni di quel tipo di inquinante di tutte le autovetture benzina, conformi alle direttive Euro I e II, e la somma delle loro percorrenze medie annuali, a livello nazionale.

Per la determinazione dei fattori di emissione relativi alle categorie considerate in PARVEA ma non presenti in COPERT III, si è fatto ricorso a dati provenienti da altre fonti, in particolare:

Si vuole precisare che il modello, apportando semplici modifiche, può essere predisposto per considerare anche ulteriori tipi di veicoli come ad esempio quelli ad alimentazione ibrida.

3.2. Costruzione dello scenario attuale

L’interfaccia per l’inserimento dei dati di input e quindi la costruzione degli scenari (attuale e futuro) consiste in una tabella posta all’interno di un foglio di calcolo. Le celle modificabili dall’Utente sono evidenziate in colore giallo. Con riferimento alla Fig. 2, le prime tre colonne sono riservate alla descrizione delle categorie veicolari aggregate che vengono analizzate. A queste seguono le percorrenze attuali e percorrenze future, entrambe valutate in termini di milioni passeggeri·km (Mp·km) ed in percentuale. Altre due colonne sono dedicate al calcolo automatico della differenza di percorrenze tra scenario attuale e scenario futuro. Infine, vengono riportati i valori assegnati al fattore di occupazione, ad esprimere il grado di utilizzo del veicolo (passeggeri/veicolo), distinti per lo scenario attuale e quello futuro, di ogni categoria veicolare aggregata.

Per la definizione dello scenario attuale, all’Utente è richiesto unicamente l’inserimento delle percorrenze attuali per le diverse tipologie di veicolo, espresse in milioni di passeggeri·chilometri (Mp·km). Le percentuali rispetto al totale vengono calcolate automaticamente.

I valori di emissione per ogni singolo inquinante considerato e per ogni categoria veicolare aggregata, sono riportati nella Tabella output emissioni attuali (Fig. 3). Le emissioni vengono calcolate secondo la seguente formula:

E_i,j= FEi,j ·Pi

FOj

dove:

Ei,j- emissione dell’inquinante atmosferico i, prodotta dalla categoria veicolare aggregata j (t/anno)

FEi,j- fattore di emissione riferito all’inquinante i, rappresentativo della categoria veicolare j (g/veic·km)

Pj- percorrenza media annuale della categoria veicolare aggregata j (Mp·km)

FE inquinanti PARVEA Bus Gas Naturale Elaborati da dati C. R. FIAT, 20037

FE inquinanti PARVEA Bus GECAM Elaborati da dati GECAM, 20038

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7 Pidello F., “Valutazione delle emissioni su strada di veicoli pesanti alimentati a metano” – Sviluppo tecnologie motori a gas – Centro Ricerche FIAT, in Giornata di studio: “Circolazione dei mezzi pesan-ti in area urbana: fattori di emissione, ipotesi di intervento e soluzioni”, Bologna, 13 Novembre 2003. I fattori di emissione sono disponibili per i seguenti inquinanti: NO_x, NMCOV, CO e CO₂.

8Dati elaborati da informazioni reperibili nel sito www.gasoliobianco.it. I fattori di emissione sono disponibili per i seguenti inquinanti: NO_x, PM₁₀, CO₂.

FOj- fattore di occupazione medio della categoria veicolare aggregata j (passeggeri/veicolo)

Unitamente ai valori di emissione per ogni singolo inquinante, calcolati per ogni categoria veicolare considerata, il programma restituisce anche i totali relativi alle macrocategorie “trasporto privato” e “trasporto pubblico”, permettendo così una rapida valutazione dell’incidenza degli stessi sul totale emesso in atmosfera annualmente.

3.3. Costruzione dello scenario futuro

La definizione dello scenario futuro, su cui poi potranno essere calcolate le variazioni di emissioni, necessita di un numero più consistente di input:

- inserimento del totale delle percorrenze future, la variazione del quale è indice di non stazionarietà nel tempo delle percorrenze;

- inserimento della quota parte percentuale delle percorrenze future relativamente ad ogni categoria veicolare;

- inserimento del fattore di occupazione futuro relativamente ad ogni categoria veicolare.

Come per lo scenario attuale, PARVEA elaborerà i dati e riporterà i valori numerici nella Tabella output emissioni future.

Contemporaneamente, in una Tabella di confronto (Fig. 4), i valori di emissione dello scenario attuale vengono confrontati con quelli dello scenario futuro, quantificando la variazione sia in termini assoluti sia in termini percentuali.

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Figura 2 – Tabella per l’inserimento dei dati di input di PARVEA

Intervenendo sui fattori di occupazione futuri è possibile simulare “interventi sulla domanda” (Zone a Traffico Limitato, parcheggi di scambio, generale miglioramento dell’efficienza del trasporto pubblico) che possono modificare anche sensibilmente le scelte di mobilità. In questi casi il valore del fattore di occupazione dovrà essere stimato con appositi modelli di traffico.

Occorre precisare che mentre per il trasporto privato una variazione del fattore di occupazione, a parità di percorrenza, corrisponde ad una variazione del numero di veicoli circolanti, per il trasporto pubblico, essendo questo un sistema rigido, organizzato su un numero di veicoli e corse poco variabile durante l’anno, la variazione del fattore di occupazione deve necessariamente essere accompagnata da una variazione proporzionale della quota parte di percorrenza totale assegnata ad esso.

4. LA SPERIMENTAZIONE

4.1. Premessa

Si sottolineano di seguito due limiti del modello PARVEA nella sua attuale formulazione: 1. le simulazioni qui presentate sono state fatte utilizzando i fattori di emissione medi nazionali disponibili dall’inventario delle emissioni APAT, e non tengono conto quindi di specificità locali; questo limite è in linea di principio superabile allorché si disponga di fattori di emissione ricavati con riferimento diretto alle realtà locali;

2. lo spostamento di quote di percorrenza da una modalità all’altra (es. da autovetture a metropolitana) e la variazione di percorrenze complessive tra situazione attuale e futura influenzano le condizioni di deflusso del traffico, ripercuotendosi sui regimi dei veicoli in circolazione e quindi sulle emissioni; di questo effetto non è possibile tenere conto in PARVEA e poiché questo influenza la variazione delle emissioni (non è cioè un errore sistematico che, se può influenzare anche sensibilmente i valori assoluti, viene attenuato allorché si valutano le variazioni), costituisce il limite del modello che ne fa uno strumento di screening.

Va detto che nelle simulazioni qui descritte l’inconveniente di cui al punto 2 non si presenta in quanto i margini di riduzione vengono stimati, come specificato meglio nel seguito, a parità di percorrenze totali e a parità di ripartizione modale della mobilità delle persone, quindi senza prevedere variazioni nel deflusso del traffico imputabili a questi provvedimenti.

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4.2. Gli scenari ipotizzati

L’esercizio proposto in questa prima fase di sperimentazione prevede l’elaborazione di tre casi (ossia tre provvedimenti ipotetici) per ognuna delle città: